[发明专利]一种数字卫星仿真系统及数字卫星状态快速切换方法

权利要求书

1.一种数字卫星仿真系统，其特征在于，包括状态池，所述状态池中包含当前状态栈、目标工作状态栈、状态表、状态树、指令池以及执行池；

所述当前状态栈，用于保存数字卫星所处的当前工作状态；

所述目标工作状态栈，用于保存用户设定的数字卫星状态切换所需切入的目标工作状态；

所述状态表，用于保存数字卫星当前可切换的各个工作状态以及每个工作状态所需的上下文数据；

所述状态树，用于保存数字卫星各个工作状态间切换所需的指令ID以及每个工作状态保持所需上注的所有指令ID；

所述指令池，用于保存数字卫星保持各个工作状态所需的指令以及各个工作状态间切换所需的切换指令，其中每条指令唯一对应一指令ID号；

所述执行池，用于保存数字卫星从当前工作状态切换到目标工作状态并保持目标工作状态所需的指令序列以及动力学系统初始化需要的动力学初值，其中，所述指令序列中的指令来自所述指令池，所述动力学初值来自所述状态表中的上下文数据。

2.根据权利要求1所述的数字卫星仿真系统，其特征在于，所述状态表中包括状态ID号、状态名、上下文表ID号以及上下文表；

所述状态ID号，用于唯一标识数字卫星的各个工作状态；

所述状态名，用于保存数字卫星每一工作状态的名字；

所述上下文表ID号，用于唯一标识数字卫星每一工作状态对应的上下文表；

所述上下文表，用于保存有数字卫星每一工作状态对应的上下文数据。

3.根据权利要求1所述的数字卫星仿真系统，其特征在于，所述状态树上的每个节点对应保持该工作状态所需上注的所有指令ID，每条边对应工作状态间切换所需的指令ID。

4.一种数字卫星状态快速切换的方法，采用权利要求1-3任意一项所述的数字卫星仿真系统，其特征在于，包括如下步骤：

(1)实时将数字卫星当前工作状态填写到数字卫星仿真系统中状态池的当前状态栈中；

(2)接收到状态快速切换指令后，从状态池的目标工作状态栈中读取切换指令对应的目标工作状态；

(3)根据所述当前状态栈以及所述目标工作状态栈，获取数字卫星从当前工作状态切换到目标工作状态并保持目标工作状态所需的指令序列以及动力学系统初始化需要的动力学初值，并写入所述状态池的执行池中；

(4)从所述执行池中读取动力学初值以设置动力学系统初始状态的各项值，同时从所述执行池中读取指令序列并依次将指令序列中的各项指令发送到数字卫星，将数字卫星快速切换到对应目标工作状态中。

5.根据权利要求4所述的数字卫星状态快速切换的方法，其特征在于，步骤(3)中获取动力学初值进一步包括：根据目标工作状态栈中的目标工作状态，通过查找所述状态池的状态表找到目标工作状态对应的上下文表，将上下文表中的上下文数据作为动力学系统初始化需要的动力学初值写入执行池的动力学初值中。

6.根据权利要求4所述的数字卫星状态快速切换的方法，其特征在于，步骤(3)中获取所需的指令序列进一步包括：

(31)比对当前状态栈中的当前工作状态和目标工作状态栈中的目标工作状态在所述状态池的状态树中的位置，自动搜索找到状态切换需要的最短路径；

(32)根据所述最短路径获取切换所需的指令ID，并根据指令ID从所述状态池的指令池中读取相应指令按顺序形成指令序列写入执行池的指令序列中；

(33)获取目标工作状态在状态树中的节点对应的状态保持所需上注的所有指令ID，并根据指令ID从所述状态池的指令池中读取相应指令写入所述指令序列中。

7.根据权利要求4所述的数字卫星状态快速切换的方法，其特征在于，步骤(4)之后进一步包括：

(5)当数字卫星和动力学系统均进入目标工作状态所对应的目标星上时间点等待状态后，时间脉冲自动跳时到目标星上时间点前一预设时间；

(6)当时间脉冲到达目标星上时间点时，时间脉冲向数字卫星仿真系统发送秒脉冲，数字卫星和动力学系统同时启动，开始同步运行。

8.根据权利要求7所述的数字卫星状态快速切换的方法，其特征在于，步骤(5)之前进一步包括：

(A)当数字卫星的工作状态到达目标星上时间点所需状态时，数字卫星的时间驱动切换到星上自主时间模块，同时数字卫星仿真系统向数字卫星发送授时指令，将星上自主时间模块的时间授时为目标星上时间点前若干秒；

(B)当数字卫星使用星上自主时间模块运行至目标星上时间点时，数字卫星仿真系统将数字卫星暂停运行并将动力学系统重新启动，动力学系统恢复到目标星上时间点所需的动力学初值，其中，数字卫星在动力学系统重启过程中处于等待状态；

(C)动力学系统重启完成后，进入等待状态。